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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf programmierbare Sender und
Empfänger.
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Elektrisch
betriebene Geräte,
wie z.B. Garagentüröffnungs-
(und Schließ-)
Mechanismen stellen eine Annehmlichkeit für das Haus mit wachsender Popularität dar. Solche
elektrisch betriebenen Geräte führen üblicherweise
eine batteriebetriebene Sender- und Empfänger- (d.h. Transceiver)-Fernsteuerung aus,
die ein kodiertes Hochfrequenz(HF)-Signal an einen Empfänger in dem Gerät überträgt. Zum
Beispiel sendet ein Garagentüröffnung-Transceiver
in einem Fahrzeug das kodierte Signal zu dem Empfänger in
der Garage, wenn ein Fahrer oder Beifahrer einen Knopf auf dem Transceiver
drückt.
Oft werden mehrere Transceiver angeschafft, so dass eine Anzahl
von Fahrzeugen Zugang zur Garage haben. Bestimmte Arten von Transceivern
können
durch den Besitzer so programmiert sein, dass sie einen besonderen
Garagentürmechanismus
betätigen
(d.h., die Transceiver sind so programmiert, dass sie zu dem Empfänger in
der Garage des Besitzers programmiert sind). Das Programmieren schließt typischerweise
das Empfangen des Steuersignals von einem zuvor programmierten Transceiver
und Speichern des Steuersignals für künftige Übertragungen ein.
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Ein
herkömmlicher
programmierbarer Transceiver ist typischerweise aus einer Anzahl
von Bauteilen und/oder Schaltungen auf mehreren Leiterplatten ausgeführt, was
in einem massigen und sperrigen Transceiver resultieren kann. Der
herkömmliche Transceiver
kann nur langsam programmiert werden. Das langsame Programmieren
kann Benutzerfrust und -unzufriedenheit bewirken. Ferner kann eine Bauteiledrift
mit der Zeit und mit Temperaturänderungen
bewirken, das der herkömmliche
Transceiver von der dazugehörigen
Frequenz wegdriftet. Wenn der herkömmliche Transceiver von der
dazugehörigen
Frequenz wegdriftet, kann der Transceiver funktionslos werden, bis
er neu programmiert wird. Der Aufbau der herkömmlichen Transceiver mit mehreren Komponenten
und Leiterplatten kann anfälliger
gegenüber
einem Bruchschaden sein, wenn er herunterfällt, als eine Herangehensweise
mit einer einzelnen Leiterplatte.
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Somit
besteht ein Erfordernis nach einem programmierbaren Transceiver,
der eine verringerte Leiterplattenfläche und/oder verringerte Kosten
hat, verglichen mit der her kömmlichen
Herangehensweise, dessen Programme schneller sind, widerstandsfähiger gegenüber einem
Bruchschaden, wenn er herunterfällt
und stabiler gegen Temperaturänderungen und über einen
Zeitraum ist, als herkömmliche
Herangehensweisen.
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US
Patent 4,743,905 offenbart ein aktives Radar-Störsystem mit einem digitalen
Hochfrequenzspeicher (DRFM). Ein Empfangssignal wird verstärkt und
in einem Mischer auf eine wesentlich niedrigere Frequenz gemischt.
Das Signal vom Mischerausgang wird in einen Analog-Digital-Wandler
eingegeben. Dessen Ausgangssignal wird in einem Demultiplexer auf
eine Vielzahl von 1-Bit Leitungen verteilt, die zur Speicherung
an ein digitales RAM angeschlossen sind. Zur Rückwandlung in ein Hochfrequenzsignal
werden die gespeicherten Daten durch einen Multiplexer an einen
Digital-Analog-Wandler gegeben,
dessen Ausgangssignal in einem zweiten Mischer auf die ursprüngliche
Frequenz des Hochfrequenzsignales hochgemischt wird. Modulierte
oder unmodulierte Signale können
auch durch Laden entsprechender Daten in den DRFM erzeugt werden.
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US
Patent 5,715,020 offenbart ein Fernbedienungssystem zur Steuerung
mehrerer Fernbedienungseinheiten durch eine einzelne Fernsteuerungsvorrichtung.
Eine Fernbedienungseinheit empfängt von
der Fernsteuerungsvorrichtung über
eine UHF-Übertragungsstrecke
ein Signal, das Bandpass-gefiltert und durch einen Mischer in einen FM-Demodulator
eingegeben wird. Das demodulierte Signal wird analog-digital gewandelt
und in einem RAM gespeichert. Nach Beendigung des Empfangs wird
das gespeicherte Signal unter Anpassung der Geschwindigkeit über einen
Digital-Analog-Wandler an
eine Infrarot-Sendediode ausgegeben.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen programmierbaren
Transceiver und ein Verfahren zum Betrieb desselben zu schaffen,
welche die oben genannten Anforderungen erfüllen. Diese Aufgabe wird durch
einen programmierbaren Transceiver nach Patentanspruch 1 und durch
ein Verfahren nach Patentanspruch 23 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
vorliegende Erfindung schafft entsprechenderweise einen verbesserten
programmierbaren Transceiver, der einen Digital-Hochfrequenzspeicher (digital
radio frequency memory) einschließt, wobei der Transceiver eine
verringerte Leiterplattenfläche, eine
schnellere Programmierung, einen größeren Widerstand gegenüber einem
Bruchschaden und eine größere Temperatur-
und Zeitstabilität
hat, als herkömmliche
Herangehensweisen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein programmierbarer Transceiver vorgesehen, der einen
Digital-Hochfrequenzspeicher (DRFM) umfasst, der mindestens ein
Register aufweist, das so konfiguriert ist, dass es ein Hochfrequenz-Eingangssignal
im Ansprechen auf ein Taktsignal abtastet und hält und dass es ein Ausgangssignal
erzeugt, das eine Trägerfrequenz
aufweist, das im Ansprechen auf das abgetastete und gehaltene Eingangssignal
erzeugt wird.
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Auch
wird gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einer Heimgerät-Fernsteuerung ein
programmierbarer Transceiver vorgesehen, der einen Digital-Hochfrequenzspeicher
(DRFM) umfasst, der so konfiguriert ist, dass er Abtastwerte eines
Eingangssignals während
einer Programmieroperation hält
und ein Ausgangssignal, das einen Träger aufweist, während eines
Sendevorgangs erzeugt, wobei der Träger aus dem DRFM heraus verlagert
ist.
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Außerdem ist
entsprechend der vorliegenden Erfindung zur Verwendung bei einem
programmierbaren Transceiver ein Verfahren zum Erzeugen eines Ausgangssignals
vorgesehen. Das Verfahren umfasst im allgemeinen das Abtasten eines
Hochfrequenz-Eingangssignals,
Halten des abgetasteten Signals in mindestens einem Puffer, Verlagern
eines Trägersignals
von dem Puffer, um ein Transceiver-Ausgangssignal zu erzeugen.
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Außerdem wird
entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Fernbedienung eines
Garagentüröffners geschaffen,
der durch einen bestehenden Sender ge steuert wird, wobei der bestehende
Sender ein Signal sendet, das einen Träger umfasst, der durch einen Code
moduliert ist, wobei das Verfahren das Empfangen des Signals, das
Ermitteln des Codes, Abtasten des Signals zu einem Zeitpunkt der
durch den ermittelten Code bestimmt wird, Speichern des abgetasteten
Signals, Empfangen einer Anforderung, um eine Fernsteuerung des
Garagentüröffners vorzunehmen, Erzeugen
einer Trägerapproximation
(carrier approximation) durch Wiedergeben des gespeicherten abgetasteten
Signals, Steuern einer Amplitude der Trägerapproximation und Senden
der erzeugten Trägerapproximation
umfasst.
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Außerdem wird
entsprechend der vorliegenden Erfindung ein programmierbarer fernbedienbarer Garagentüröffner geschaffen,
der einen Empfänger, einen
Detektor, einen Sender, mindestens einen Register und eine Steuerlogik
umfasst. Der Empfänger kann
zum Empfangen eines empfangenen Signals ausgeführt sein, das einen empfangenen
Träger
umfasst, der mit einem empfangenen Code moduliert wurde. Der Detektor
kann zum Ermitteln des empfangenen Codes in dem empfangenen Signal
ausgeführt
sein. Der Sender kann zum Senden eines Ausgangssignals ausgeführt sein.
Das mindestens eine Register kann zum Halten einer Vielzahl von
Abtastwerten des empfangenen Signals ausgeführt sein. Die Steuerlogik kann
betriebsfähig
sein, um zu bestimmen, wann der empfangene Code ermittelt wurde,
dem mindestens einen Register zu signalisieren, um das empfangene
Signal basierend auf der Ermittlung des empfangenen Codes abzutasten
und zu speichern, eine Anforderung zum Übertragen eines Fernsteuerungsbefehls
zu empfangen, dem mindestens einen Register zu signalisieren, das
gespeicherte Signal dem Sender zu liefern (present), und dem Sender
zu signalisieren, eine Amplitude des gespeicherten Signals zu steuern,
das durch den mindestens einen Register geliefert wird, dadurch
das Ausgangssignal zu erzeugen.
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Die
obigen Merkmale und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung derselben ersichtlich,
wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen
wird.
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Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
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1 eine
grafische Darstellung eines Transceivers gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
grafische Darstellung eines Digital-Hochfrequenzspeichers von 1;
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3 eine
grafische Darstellung einer Basisband-Datenwiederherstellungsschaltung
von 1; und
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4 eine
grafische Darstellung einer Leistungsausgangs-Steuerschaltung von 1.
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren werden die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung nun im Detail beschrieben. Im allgemeinen
schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren und
System für
einen programmierbaren Sender und Empfänger (d.h. Transceiver), der einen
Digital-Hochfrequenzspeicher einschließt. In einem Beispiel kann
der Transceiver nach der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit
einer Fahrzeug-Heimgerät-Fernsteuerung
ausgeführt
sein, wie z.B. als ein Garagentüröffner-/Schließsystem-Fernsteuerung.
Der Transceiver nach der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch
in Verbindung mit irgendeinem geeigneten System und einer geeigneten Vorrichtung
ausgeführt
sein, um die Gestaltungskriterien für eine besondere Anwendung
zu erfüllen.
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist eine grafische Darstellung
gezeigt, die einen programmierbaren Transceiver 100 in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Transceiver 100 empfängt im allgemeinen
ein Signal (z.B. RX) in mindestens einer Betriebsart und sendet
ein Signal (z.B. TX) in mindestens einer anderen Betriebsart.
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Das
Signal RX ist typischerweise ein codiertes Hochfrequenz(HF)-EIN-AUS-Schlüssel (OOK) moduliertes
Signal, das dazu angelegt wird (asserted), mindestens einen Vorgang
(z.B. Öffnen
und Schließen
einer Garagentür)
zu steuern. Das Signal RX kann jedoch auch als ein kontinuierliches
amplitudenmoduliertes (AM)-Signal od. dgl. ausgeführt sein,
so dass es geeignet ist, die Gestaltungskriterien einer besonderen
Anwendung zu erfüllen.
Das Signal RX wird im allgemeinen durch einen bestehenden Sender 101 übertragen.
Das Signal RX wird im allgemeinen zu dem Transceiver 100 in
Verbindung mit einer Programmieroperation mit dem Transceiver 100 übertragen.
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Das
Signal TX kann ein Steuersignal sein, das durch den Transceiver 100 übertragen
wird. Das Signal TX ist im allgemeinen zu dem Signal RX gleich.
Das Signal TX wird im allgemeinen in Verbindung mit einer Sende-
(d.h. Normal-)-Betriebsart des Transceivers 100 übertragen
(z.B., wenn ein Benutzer wünscht
(oder die Anforderung stellt) eine jeweilige Garagentür zu öffnen oder
zu schließen,
ein Licht einzuschalten oder auszuschalten, mindestens ein Gerät zu betätigen usw.).
Jedoch sind andere Sende- und Empfangsvorgänge in dem Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung enthalten.
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Der
Transceiver 100 umfasst im allgemeinen eine Eingangs- oder
Empfängerschaltung
(oder -block) 102, eine Steuergerätschaltung (oder -block) 104,
eine Benutzerinterfaceschaltung (oder -block) 106 und eine
Ausgangs- oder Senderschaltung (-block) 108. Der Eingangsblock 102 kann
einen Eingang aufweisen, der das Signal RX empfangen kann und einen
Ausgang aufweisen, der ein Signal RF_IN liefert. Das Signal RF_IN
ist im Allgemeinen eine gefilterte Ausführung des Signals RX.
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Der
Steuerblock 104 kann einen Eingang 110 aufweisen,
der das Signal RF_IN empfangen kann, einen Eingang 112 aufweisen,
der mindestens ein Signal (z.B. O_C) empfangen kann, einen Ausgang 114 aufweisen,
der ein Signal (z.B. CTRL) liefern kann, und einen Ausgang 116 aufweisen,
der ein Signal (z.B. RF_OUT) liefern kann. Das Signal O_C kann als
mindestens ein Steuersignal ausgeführt sein, das angelegt wird,
um mindestens einen Vorgang (z.B. Programmieren, Tür öffnen, Tür schließen, Licht
an, Licht aus, Gerät
ein, Gerät
aus usw.) bezogen auf den Transceiver 100 zu steuern. Das
Signal CTRL kann als ein Ausgangssteuersignal ausgeführt sein,
das so konfiguriert ist, dass es mindestens einen Parameter (z.B.
die Amplitude) eines Ausgangssignals steuert, die durch den Transceiver 100 (z.B.
das Signal TX) erzeugt wird. Das Signal RF_OUT kann als ein Hochfrequenzträger oder
-trägersignal
ausgeführt
sein. Das Signal RF_OUT ist im allgemeinen eine Trägerapproximation
(d.h. eine Approximation zu dem Träger, der dem Signal RF_IN entspricht).
In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Signal RF_OUT ein OOK_RF_Signal.
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Der
Benutzerinterfaceblock 106 kann einen Ausgang aufweisen,
der mindestens ein Signal O_C liefern kann. Das Benutzerinterface 106 umfasst
im allgemeinen mindestens eine Signalaktivierungsvorrichtung, wie
z.B. einen Druckknopfschalter, der die Erzeugung und Anweisung (assertion)
des Signal O_C im Ansprechen auf einen Benutzer vorgang aktiviert.
Zum Beispiel kann das Signal O_C bestehen, wenn der Benutzer einen
Druckknopfschalter (nicht gezeigt) auf dem Benutzerinterface 106 drückt. Das Benutzerinterface 106 kann
außerdem
mindestens eine Anzeige (nicht gezeigt) wie z.B. eine LED umfassen,
die anzeigen kann, wenn das Signal O_C anliegt, die Betriebsarten
des Transceivers 100 usw. anzeigen.
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Der
Ausgangsblock 108 kann einen Eingang 120 aufweisen,
der das Signal CTRL empfangen kann, einen Eingang 122 aufweisen,
der das Signal RF_OUT empfangen kann, und einen Ausgang aufweisen,
der das Signal TX liefern kann. In einer Ausführungsform ist das Signal TX
eine modulierte und gefilterte Ausführung des Signals RF_OUT. In
einer anderen Ausführungsform
ist das Signal TX eine gefilterte Ausführung des OOK-Signals RF_OUT.
Das Signal TX ist im allgemeinen eine Signalapproximation des Signals
RX. Der Block 108 kann außerdem die Signale RF_OUT und
TX puffern und filtern.
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Der
Eingangsblock 102 umfasst im allgemeinen eine Antenne 130,
die das Signal RX empfangen kann und die in Reihe mit einem Filter 132 geschaltet sein
kann. Das Filter 132 kann in Reihe mit einem Verstärker 134 geschaltet
sein. Das Filter 132 kann als ein Bandbegrenzungsfilter
ausgeführt
sein, das dazu konfiguriert ist, das Signal RX nur innerhalb eines
vorbestimmten Frequenzbereiches durchzulassen. Der Verstärker 134 kann
als ein Leistungsverstärkerblock
(oder Eingangspuffer) ausgeführt
sein, der so konfiguriert ist, dass er das Signal RX verstärkt und/oder
puffert und dadurch das Signal RF_IN erzeugt.
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Der
Steuergerätblock 104 umfasst
im allgemeinen eine Speichervorrichtung, wie z.B. eine Digital-Hochfrequenzspeicher(DRFM-)Schaltung
(oder -block) 140, eine Basisbandwiedergewinnungs- (oder
Detektor-)schaltung (oder -block) 142 und eine Mikrosteuergerät-Speicherschaltung
(oder-block) 144, die eine Leistungsverstärkungssteuerschaltung (oder
-block) 146 einschließt.
Der DRFM 140 kann einen Eingang 150 aufweisen,
der das Signal RF_IN empfangen kann, einen Eingang 152 aufweisen,
der ein Signal (z.B. PLAY) empfangen kann, einen Eingang 154 aufweisen,
der ein Signal (z.B. RECORD) empfangen kann und einen Ausgang 156 aufweisen, der
das Signal RF_OUT liefern kann.
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Die
Signale PLAY und RECORD sind im allgemeinen als digitale Steuersignale
ausgeführt,
wie nachstehend beschrieben wird. Der DRFM 140 ist im allgemeinen
so konfiguriert, dass er einen Bereich des Signals RF_IN oder ein
Signal, das aus dem Signal RF_IN abgeleitet wurde, bestimmt und
speichert und das gespeicherte Signal (z.B. als das Signal RF_OUT
im Ansprechen auf die Signale RF_IN, PLAY und RECORD wiedergibt.
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Die
Basisbandwiedergewinnungsschaltung 142 kann einen Eingang
aufweisen, der das Signal RF_IN empfangen kann und einen Ausgang
aufweisen, der ein Signal (z.B. DA-TA) liefern kann. Das Signal DATA umfasst
im allgemeinen die Basisbanddaten des Signal RF_IN. Das Signal DATA
entspricht im allgemeinen dem Code, der das Signal RF_IN codiert.
In einem Beispiel kann das Signal DATA als ein primäres Signal
ausgeführt
sein. In einem anderen Beispiel (nicht gezeigt) kann das Signal
DATA als ein kontinuierliches Signal ausgeführt sein. Die Basisbandwiedergewinnungsschaltung 142 ist
im allgemeinen so konfiguriert, dass sie die Basisbanddaten (z.B.
das Signal DATA) aus dem Signal RF_IN ausblendet. Die Basisbandwiedergewinnungsschaltung 142 ermittelt
im allgemeinen (d.h. demoduliert, bestimmt, usw.) den Code, der
das Signal RF_IN codiert (z.B. das Signal DATA). Die Basisbandwiedergewinnungsschaltung 142 kann
so konfiguriert sein, dass sie das Signal DATA im Ansprechen auf
das Signal RF_IN erzeugt. Wenn das Signal DATA als ein kontinuierliches
Signal ausgeführt
ist, schließt
die Basisbandwiedergewinnungsschaltung 142 im allgemeinen
einen Analog/Digital-Umsetzer
(ADC) zum Umsetzen der decodierten analogen Signale in digitale
Werte ein.
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Das
Mikrosteuergerät 144 kann
einen Eingang 170 aufweisen, der das Signal O_C empfangen kann,
einen Eingang 172 aufweisen, der das Signal DATA empfangen
kann, einen Ausgang 174 aufweisen, der das Signal PLAY
liefern kann, einen Ausgang 176 aufweisen, der das Signal
RECORD liefern kann, und einen Ausgang aufweisen, der das Signal CTRL
liefern kann. Das Mikrosteuergerät 144 umfasst
im allgemeinen eine Steuerlogik, die so konfiguriert ist (oder betriebsfähig ist),
um die mindestens eine Arbeitsweise des Transceivers 100 zu
steuern (oder anzuzeigen). Die Basisbandwiedergewinnungsschaltung 142 und
das Mikrosteuergerät 144 sind
im allgemeinen so konfiguriert, dass sie mindestens ein Basisbandsignal
DATA identifizieren, filtern, decodieren und speichern (d.h. den
Code detektieren, der das Signal RF_IN) codiert im Ansprechen auf die
Signale O_C und RF_IN während
eines Abtastvorgangs (oder Abtastbetriebsart) des Transceivers 100.
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Das
Mikrosteuergerät 144 ist
im allgemeinen so konfiguriert, dass es das Signal RE-CORD während der
Abtastbetriebsart erzeugt und anlegt. Das Mikrosteuergerät 144 liefert
das Signal RECORD im allgemeinen nicht, außer dass ein gültiges Signal DATA
ermittelt wurde (d.h., das Signal RF_IN hat eine gültige Codierung).
Das Signal RE-CORD
besteht dann für
eine Zeitperiode, die lang genug ist, mindestens einen Bereich des
Trägers
in dem Signal RF_IN aufzuzeichnen (z.B. zu speichern). Das Mikrosteuergerät 144 ist
im Allgemeinen so konfiguriert, das Modulationssignal PLAY während eines
Sendevorgangs (oder einer Sendebetriebsart) des Transceivers 100 zu
erzeugen und zu halten. Die Leistungssteuerungs- (oder Verstärkungseinstellung-) Schaltung 146 ist
im Allgemeinen so konfiguriert, dass sie das Signal CTRL im Ansprechen
auf das Signal DATA erzeugt.
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Der
Ausgangsblock 108 umfasst im Allgemeinen einen Verstärker 190,
der einen Signaleingang aufweisen kann, der das Signal RF_OUT empfangen
kann, einen Steuereingang aufweisen, der das Signal CTRL empfangen
kann und einen Ausgang aufweisen, der in Reihe mit einem Filter 192 geschaltet
sein kann. Das Filter 192 kann in Reihe mit einer Antenne 194 geschaltet
sein. Die Antenne 194 liefert (z.B. überträgt, strahlt aus, usw.) das
Signal TX im Allgemeinen. Der Verstärker 190 kann als
ein gesteuerter Verstärkungsblock
ausgeführt
sein, der so konfiguriert ist, dass er eine Verstärkung und
Modulation (d.h. Steuerung) gegenüber dem Signal RF_OUT erzeugt
und dadurch das Signal TX erzeugt. Der Verstärker 190 kann so konfiguriert
sein, dass er das Signal TX im Ansprechen auf das Trägerfrequenzsignal
RF_OUT und das Amplitudensteuerungs- (oder Einstellungs-) Signal CTRL erzeugt.
Alternativ dazu kann das Signal CTRL nur die Verstärkung des
OOK AM-Signals RF_OUT steuern. Der Verstärker 190 kann so konfiguriert
sein, dass er die Verstärkung
des Signals RF_OUT als eine Funktion (z.B. im Ansprechen auf) des
Signaltastverhältnisses eines
Datencodes, der durch TX übertragen
wird, einstellt.
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Das
Filter 192 kann als Clean-Up-Filter ausgeführt sein,
das so konfiguriert ist, dass es das Signal TX auf einen vorstehenden
Frequenzbereich begrenzt und störende
Komponenten des Signals TX verringert oder beseitigt. Das Filter 192 kann
auch so konfiguriert sein, dass es eine größere Leistung mit höheren Frequenzen
als bei niedrigeren Frequenzen sendet oder, wie es anderweitig erforderlich
ist, um die maximale Ausgangsleistung zu erzeugen, die durch Bestimmungen
gestattet werden. Dieses ermöglicht,
dass die Ausgangsleistung auf den spektralen Eigenschaften von TX
ohne Kenntnis jener Eigenschaften durch den Transceiver 100 basiert.
Die Empfangsantenne 130 und die Sendeantenne 194 können als
das gleiche Element oder als getrennte Antennen ausgeführt sein.
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Die
vorliegende Erfindung kann in einer Vielzahl von Ausführungsformen
innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung ausgeführt sein. Bei
einem Beispiel können
die Blöcke 140, 142 und 190 als
eine einzelne integrierte Schaltung (z.B. eine anwendungsspezifische
integrierte Schaltung) (ASIC-) Chip) oder als eine einzelne Leiterplatte
hergestellt sein. Die Ausführung
als einzelne integrierte Schaltung oder einzelne Leiterplatte der
Blöcke 140, 142 und 190 können einen
robusteren Transceiver 100 (z.B. widerstandsfähiger gegenüber einem Bruchschaden,
wenn er herunterfällt)
schaffen als die Herangehensweisen bei herkömmlichen Transceivern. Die
Herangehensweise mit einzelner integrierter Schaltung oder einzelner
Leiterplatte der Blöcke 140, 142 und 190 können eine
verringerte Fläche
und geringere Kosten verglichen mit herkömmlichen Herangehensweisen
haben. Das Steuergerät 144 kann als
ein Mikroprozessor zusammen mit oder getrennt von anderen Elementen
des Systems 100 ausgeführt sein.
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Unter
Bezugnahme auf 2 ist eine schematische Darstellung
gezeigt, die eine Ausführungsform
des DRFM 140 darstellt. Der DRFM 140 umfasst im
Allgemeinen einen Komparator 200, einen Oszillator 202,
mindestens eine Approximationsträger-Erzeugungsschaltung 204 (z.B.
Schaltungen 204a-204n) und einen Kombinator 206.
Jede Schaltung 204 umfasst im Allgemeinen ein UND-Gatter 212,
ein UND-Gatter 214, ein ODER-Gatter 216, eine Phasenregelkreis-(PLL-)Taktschaltung 218,
ein ODER-Gatter 220, ein UND-Gatter 222 und ein Schieberegister
(oder Puffer) 224. Während
die Gatter 212, 214, 216, 220 und 222 als
spezifische Arten von Logikgattern gezeigt sind, können geeignete
Logikgatter ausgeführt
sein, um die Gestaltungskriterien für eine besondere Anwendung
zu erfüllen.
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Die
Zahl der Approximationsträger-Erzeugungsschaltungen 204 (d.h.
der Wert von n), der in einer besonderen Gestaltung ausgeführt ist,
wird im Allgemeinen durch die Pegel weit voneinander beabstandeter
störender
Ausstrahlungen bestimmt, die in Verbindung mit dem Sendersignal
RF_OUT erlaubt sind. Im Allgemeinen gilt, je niedriger der erlaubte
Pegel von störenden
Ausstrahlungen ist, desto größer ist
der Wert von n (d.h. je größer ist
die Anzahl der Schaltungen 204). Mehrere (d.h. eine Vielzahl
von) Schaltungen 204 haben im Allgemeinen Ausgänge, die
mit dem Kombinator 206 verbunden sind. Zusätzlich können mehrere
Schaltungen 204 unabhängig voneinander
gesteuert werden, um Träger
unterschiedlicher Frequenzen für
eine FM-Übertragung
zu sichern und zu erzeugen.
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Der
Komparator 200 kann einen ersten Eingang aufweisen, der
das im Signal RF_IN empfangen kann, einen zweiten Eingang aufweisen,
der ein Signal (z.B. THRESH) empfangen kann und einen Ausgang aufweisen,
der mit einem ersten Eingang jedes UND-Gatters 212 verbunden
sein kann. Der Komparator 200 wird im Allgemeinen verwendet,
um das analoge Signal RF_IN in ein binäres Signal umzuwandeln. Der
Ausgang des Komparators 200 ist somit im Allgemeinen ein
Pseudorechteckwellensignal, das im Mittelwert im Wesentlichen die
gleiche Grundfrequenz aufweist, wie die Trägerfrequenz in dem empfangenen
Signal RX (oder das Signal RF_IN). Das Signal THRESH kann als ein
Schwellenwertpegel (oder Schwellenwert) ausgeführt sein. Der Schwellenwertpegel
THRESH kann so ausgewählt (oder
bestimmt) sein, dass er annähernd
ein Mittelwert eines DC-Pegels des analogen Signals RF_IN ist. Als
solches kann das Signal THRESH sicherstellen, dass die binäre Ausführung des
Signals RF_IN, das durch den Komparator 200 jedem UND-Gatter 212 geliefert
wird, annähernd
eine Rechteckwelle ist.
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Bei
einem anderen Beispiel (nicht gezeigt) kann die Schaltung 140 ohne
den Komparator und das Signal THRESH ausgeführt sein. Das Signal RF_IN
kann direkt dem ersten Eingang jedes UND-Gatters 212 geliefert
werden.
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Das
UND-Gatter 212 kann einen zweiten Eingang aufweisen, der
das Signal RECORD empfangen kann und einen Ausgang aufweisen, der
mit einem ersten Eingang des ODER-Gatters 220 verbunden
ist. Die UND-Gatter 214a-214n können einen ersten Eingang aufweisen,
der das Signal PLAY empfangen kann, einen zweiten Eingang aufweisen, der
die Signale RF_OUTa-RF_OUTn, jeweils empfangen kann (oder das Signal
RF_OUT als ein Rückführungssignal
empfangen kann, das durch das jeweilige Register 224 geliefert
wird) und einen Ausgang aufweisen, der mit einem zweiten Eingang
des ODER-Gatters 220 verbunden sein kann. Das ODER-Gatter 216 kann
erste und zweite Eingänge aufweisen,
die jeweils die Signale RECORD und PLAY empfangen können und
einen Ausgang aufweisen, der mit einem ersten Eingang des UND-Gatters 222 verbunden
ist.
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Bei
einem anderen Beispiel kann der Oszillator 202 als ein
quarzgesteuerter Oszillator ausgeführt sein. Der Oszillator 202 kann
jedoch als irgendein geeigneter Taktgeber ausgeführt sein, um die Gestaltungskriterien
für eine
besondere Anwendung zu erfüllen.
Der Oszillator 202 kann einen Ausgang aufweisen, der ein
Basis- (oder Referenz-) Taktsignal (z.B. B_CLK) einem Eingang jeder
jeweiligen PLL-Taktschaltung 218 liefert. Der PLL-Taktgeber 218 kann
einen Ausgang aufweisen, der ein Signal (z.B. CLK) liefert. Der
PLL-Taktgeber 218 kann so konfiguriert sein, dass er das
Signal CLK im Ansprechen auf das Referenztaktsignal P_CLK erzeugt. Das
Signal CLK kann die gleiche, eine mehrfache oder eine Teilfrequenz
relativ zur Frequenz des Signals B_CLK aufweisen.
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Das
Signal CLK kann als ein Abtasttaktsignal ausgeführt sein. Das Signal CLK kann
mit einer Überabtastungsfrequenz
(over-sampling frequency) relativ zu irgendeiner erwarteten Trägerfrequenz
des Signals RF_IN erzeugt werden. Die Taktsignale CLKa-CLKn, die
innerhalb jeder jeweiligen Schaltung 204a-204n erzeugt
werden, können
so erzeugt werden, dass sie im Wesentlichen eine ähnliche
aber nicht notwendigerweise im Wesentlichen die gleiche Frequenz
haben. Die Signale CLKa-CLKn können mit
Frequenzen erzeugt werden, die sich innerhalb eines Bereiches von
z.B. 0% bis 2% unterscheiden. Die Frequenz des Signals CLK kann
eine Überabtastungsfrequenz
sein. Wenn das Signal CLK eine Überabtastungsfrequenz
aufweist, wird das Taktsignal CLK typischerweise mit einer Frequenz
erzeugt, die mindestens das 2,5fache der am höchsten erwarteten Trägerfrequenz
des Signals RF_IN beträgt.
Wenn z.B. die Trägerfrequenz
des Signals RF_IN in einen Bereich von 300 MHz – 400 MHz erwartet wird, kann das
Taktsignal CLK mit einer Frequenz von 1,2 GHz erzeugt werden. Das
Taktsignal CLK kann jedoch mit irgendeiner geeigneten Frequenz erzeugt
werden, die die Gestaltungskriterien für eine besondere Anwendung
erfüllen.
Zum Beispiel kann das Signal CLK als eine Abtastfrequenz oder als
ein Taktsignal eines Unterabtastungssystems ausgeführt sein.
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Der
Ausgang des ODER-Gatters 220 kann mit einem Eingang des
Registers 224 verbunden sein. Das Signal, das durch das
ODER-Gatter 220 dem Register 224 geliefert wird, ist im
Allgemeinen eine digitalisierte Darstellung des Signals RF_IN. Das
UND-Gatter 222 kann
einen zweiten Eingang haben, der das Signal CLK empfangen kann,
und einen Ausgang haben, der ein Taktsignal (z.B. MCLK) einem Taktgebereingang
des Registers 224 liefern kann. Das Schieberegister 224 ist
im Allgemeinen so konfiguriert, dass es die Abtastwerte des Signals RF_IN
verschiebt, die Abtastwerte des Signals RF_IN als eine binäre Folge
speichert (oder sichert) und die Abtastwerte des Signals RF_IN (d.h.
die gespeicherten Daten) herausverlagert, um das Trägerapproximationssignal
RF_OUT (z.B. Signale RF_OUTa-RF_OUTn) im Ansprechen auf das Taktsignal
MCLK zu erzeugen und zu liefern.
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Jedes
Schieberegister 224 umfasst im Allgemeinen eine Vielzahl
von Speicherbereichen (z.B. Flip-Flops, Kondensatoren oder dergleichen) 230a-230n,
wobei m eine Zahl einer geeigneten Größe ist, solcher Art, dass mindestens
ein Zyklus des Trägersignals
von RF_IN im Allgemeinen abgetastet und gehalten (oder gespeichert)
wird. Typischerweise wird jedoch mehr als ein Zyklus gespeichert.
Die Bereiche 230 können
so konfiguriert sein, dass sie fortlaufende (oder aufeinanderfolgende)
Bits des digitalisierten Signals RF_IN im Ansprechen auf das Taktsignal
MCLK speichern (oder halten). Zum Beispiel kann im Falle des Taktsignals
MCLK, das eine Frequenz von 1,2 GHz aufweist, ein Schieberegister 224,
bei dem m gleich 3000 ist (d.h., dreitausend der Bereiche 230 aufweist)
2,4 μs von
Daten des Signals RF_IN halten.
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Der
Kombinator 206 ist im Allgemeinen so konfiguriert, dass
er die Ausgänge
der Schaltungen 204 (d.h. die Signale RF_OUTa-RF_OUTn)
kombiniert, um das Signal RF_OUT zu erzeugen. Da die Signale CLKa-CLKn über unabhängige PLL-Taktschaltungen (d.h.
die Taktgeber 218a-218n) erzeugt werden, sind
die Signale CLKa-CLKn im Allgemeinen auf einen gemeinsamen Bezug
(d.h. das Signal B_BLK) phasenverkettet. In einem Beispiel kann
der Kombinator 206 als ein linearer Mittelwertrechner (averager)
ausgeführt
sein, der so konfiguriert ist, dass er den Mittelwert der jeweiligen
getakteten Ausgänge der
Register 224a-224n im Wesentlichen gleich zum Erzeugen
des Signals RF_OUT bildet. In einem anderen Beispiel kann der Kombinator 206 als
ein gewichteter Mittelwertrechner ausgeführt sein, der so konfiguriert
ist, dass er die jeweiligen getakteten Ausgänge der Register 224a-224n pro
einer vordefinierten Wichtung (z.B. binär, exponentiell, zeitgemittelt usw.)
bildet, um das Signal RF_OUT zu erzeugen. In noch einem weiteren
Beispiel kann der Kombinator 206 als ein Addierer ausgeführt sein,
der die jeweiligen getakteten Ausgänge der Register 224a-224m addiert.
Der Kombinator 206 kann jedoch als irgendeine geeignete
Schaltung ausgeführt
sein, um die Gestaltungskriterien für eine besondere Anwendung
zu erfüllen.
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Das
digitalisierte Signal RF_IN wird im Allgemeinen im Ansprechen auf
das Steuersignal RECORD und das überabgetastete
Taktsignal MCLK während
des Tastvorganges in dem Register 224 getaktet (z.B. abgetastet
und gehalten). Das digitalisierte abgetastete Signal RF_IN wird
im Allgemeinen als das Signal RF_OUT im Ansprechen auf das Steuersignal
PLAY und das Taktsignal MCLK während
des Sende- (oder normalen) Betriebs aus dem Register 224 herausverlagert
(oder getaktet). Da der DRFM 140 im Allgemeinen die digitalen
Signale RF_IN abtastet und hält
und das Signal RF_OUT im Ansprechen auf das überabgetastete Taktsignal MCLK
herausverlagert, ist der Transceiver 100 im Allgemeinen weniger
anfällig
gegenüber
einem Programmverlust mit der Zeit. aufgrund einer Bauteilealterung
und aufgrund einer Temperaturempfindlichkeit, wie bei herkömmlichen
Herangehensweisen. Die Verringerung oder Beseitigung der Wartezeit
(wait time) von der Übertragung
des Signals TX von dem Zeitpunkt an, wenn das Signal O_C geliefert
wird, kann eine schnellere Programmierung des Transceivers 100 bereitstellen,
als herkömmliche
Herangehensweisen. Zusätzlich
kann das Signal PLAY direkt verwendet werden, ein OOK-Signal (z.B.
das Signal TX) zu erzeugen, ohne dass ein bestehender Träger moduliert werden
muss (z.B. durch Ein- und Ausschalten des Herausverlagerns des Signals
RF_OUT aus der Schaltung 204).
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Unter
Bezugnahme auf 3 ist eine grafische Darstellung,
die den Basisbandwiedergewinnungsblock 142 darstellt, gezeigt.
Der Block 142 umfasst im Allgemeinen eine Verstärkerstufe
(oder -block) 240, eine Diode 242, eine Filterschaltung (oder
-block) 244 und einen Komparator 246, die in Reihe
geschaltet sind. Die Verstärkerstufe 240 empfängt im Allgemeinen
das Signal RF_IN und bietet dieses an. Die Verstärkerstufe 240 umfasst
im Allgemeinen mindestens einen CMOS-Inverter 250 (z.B. in
Reihe geschaltete Inverter (250a-250n), wobei
n ein Wert ist, solcher Art, dass die Verstärkerstufe 240 eine
geeignete Verstärkung
und nachfolgende Inversion des Signals RF_IN liefert, um die Gestaltungskriterien
für eine
besondere Anwendung zu erfüllen.
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Die
Diode 242 kann einen Anodenanschluss aufweisen, der das
Signal RF_IN empfangen kann und einen Kathodenanschluss aufweisen,
der mit einem Eingang des Filters 244 verbunden sein kann. Das
Filter 244 umfasst im Allgemeinen einen Widerstand 260 und
einen Kondensator 262. Der Widerstand 260 und
der Kondensator 262 kann jeder einen ersten Anschluss aufweisen,
der mit einem ersten Eingang (z.B. einem Dateneingang) des Komparators 246 verbunden
sein kann und einen zweiten Anschluss aufweisen, der mit einem Erdungspotential (z.B.
VSS) verbunden sein kann.
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Der
Komparator 246 kann einen zweiten Eingang (z.B. einen Schwellenwerteingang)
aufweisen, der ein Signal (z.B. TEMP) empfangen kann und einen Ausgang
aufweisen, der das Signal DATA liefern kann. In einem Beispiel kann
der Komparator 246 als ein Komparator ausgebildet sein,
der einen temperaturkompensierten Schwellenwert aufweist. Das Signal
TEMP kann als ein Temperaturkompensations-Schwellenwertpegel ausgeführt sein.
Der Triggerpegel des Komparators 246, der über das
Signal TEMP ausgewählt
oder bestimmt wurde, ist im Allgemeinen ausgewählt (z.B. über das Mikrosteuergerät 144),
um Temperatureffekte und störendes
Rauschen von dem Signal DA-TA
zu verringern oder zu beseitigen.
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Unter
Bezugnahme auf 4 ist eine grafische Darstellung,
die eine Ausführungsform
des Leistungsausgangssteuerblocks 146 darstellt, gezeigt.
In einem Beispiel umfasst die Leistungsausgangssteuerung 146 eine
Nachschlagtabelle (LUT) 270, einen Pulsdauermodulations-
(PWM-) Generator 272 und einen Tiefpassfilter (LPF) 274.
Der Leistungsausgangssteuerblock 146 kann jedoch als irgendeine
geeignete Leistungsausgangssteuerungsschaltung (z.B. Modulationsschaltung)
ausgeführt sein,
um die Gestaltungskriterien für
eine besondere Anwendung zu erfüllen.
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Die
LUT 270 kann einen Eingang aufweisen, der ein Signal (z.B.
RATING) empfangen kann, und einen Ausgang aufweisen, der ein Signal
(z.B. DCCF) liefern kann. Die LUT 270 ist im Allgemeinen
im Verhältnis
zur Größe der Signale
DATA und DCCF (oder des Signals CTRL) bemessen. Wenn z.B. das Signal
RATING ein x-Bit-Signal ist und das Signal DCCF ein y-Bit-Signal
ist, kann die LUT 280 als ein 2xX2y-Matrix ausgeführt sein. Das Signal RATING kann
eine Tastverhältnisleistung
(duty cycle rating) sein. Das Signal RATING kann durch das Mikrosteuergerät 144 im
Ansprechen auf das Tastverhältnis des
Signals RF_IN, wie es durch das Signal DATA repräsentiert wird, bestimmt (z.B.
berechnet) werden.
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Das
Signal DCCF ist im Allgemeinen als ein Zwischenmodulationssignal
konfiguriert, um eine Steuerung der Amplitude des Signals RF_OUT
zu schaffen, die einem Reziprokwert des Tastverhältnisses der Daten entspricht.
Das Signal DCCF kann über
die LUT 270 im Ansprechen auf das Signal RATING erzeugt
und geliefert werden. Da der Ausgangsblock 108 frequenzabhängig sein
kann, kann das System 100 den Ausgang des Leistungssteuerblocks 146 (z.B.
das Signal CTRL) über
die Werte des Signals DCCF, der in der LUT 270 gespeichert ist,
anpassen (z.B. angleichen, optimieren usw.).
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Der
PWM-Generator 272 kann einen Eingang aufweisen, der das
Signal DCCF empfangen kann und einen Ausgang aufweisen, der mit
einem Eingang des LPF 274 verbunden sein kann. Der PWM-Generator 272 kann
so konfiguriert sein, dass er ein Zwischen-PWM-Steuersignal (z.B.
A_CTRL) im Ansprechen auf das Signal DCCF erzeugt. Das LPF 274 kann
einen Eingang aufweisen, der das Signal A_CTRL empfangen kann und
einen Ausgang aufweisen, der das Signal CTRL liefern kann. Das LPF 274 kann
einen Widerstand 280 und einen Kondensator 282 umfassen.
Der Widerstand 280 kann einen ersten Anschluss aufweisen,
der das Signal A_CTRL empfangen kann und einen zweiten Anschluss
aufweisen, der das Signal CTRL liefern kann und kann mit einem ersten
Anschluss des Kondensators 282 verbunden sein kann. Der
Kondensator 282 kann einen zweiten Anschluss aufweisen,
der mit dem Erdungspotential VSS verbunden sein kann. Jedoch kann
das LPF 274 auch als irgendein geeignetes LPF ausgeführt sein,
um die Gestaltungskriterien für
eine besondere Anwendung zu erfüllen.
Die LUT 270, der PWM-Generator 272 und das Filter 274 können als
eine selbständige
Schaltung (nicht gezeigt) oder in Verbindung mit dem Steuergerät 144 ausgeführt sein.
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Alternativ
dazu kann die Leistungsverstärkungssteuerung 146 innerhalb
eines Mikroprozessors ausgeführt
sein (z.B. dem Mikrosteuergerät/Speicher 144),
wobei das Signal CTRL über
einem Digital-Analog-Umsetzer (DAC) erzeugt wird, wobei das Ausgangssignal
proportional zum Eingangstastverhältnis, das in dem Signal RF_IN
enthalten ist oder in einem Datencode enthalten ist, der durch das
Steuergerät 144 erzeugt
wird. Wenn der Ausgang TX kontinuierlich amplitudenmoduliert ist, kann
das Signal CTRL auch verwendet werden, um RF_OUT zu modulieren und
um TX zu erzeugen.
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Wie
leicht aus der vorangegangenen Beschreibung verständlich ist,
liefert der Transceiver 100 nach der vorliegenden Erfindung
einen verbesserten Transceiver zur Ausführung bei solchen Anwendungen,
wie z.B. Heimgerät-Fernsteuerungstransceivem.
Die vorliegende Erfindung kann einen Sender und Empfänger (z.B.
den Transceiver 100) bereitstellen, der im Allgemeinen
als ein Digital-Hochfrequenzspeicher (z.B. dem DRFM 140) ausgeführt ist.
Der Transceiver 100 nach der vorliegenden Erfindung kann
eine verkleinerte Fläche
und verringerte Kosten, verglichen mit herkömmlichen Herangehensweisen
haben. Ferner kann der Transceiver 100 schneller programmiert
werden, ist widerstandsfähiger
gegenüber
einem Bruchschaden, wenn er herunterfällt und ist stabiler gegenüber Temperaturänderungen
und über
einem Zeitraum hinweg als herkömmliche
Herangehensweisen.
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Währenddessen
die Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt und beschrieben wurde, ist es nicht beabsichtigt,
dass diese Ausführungsformen alle
möglichen
Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Stattdessen sind
die Worte, die in den Unterlagen verwendet wurden, Worte zur Beschreibung
statt deren Beschränkung,
und es ist verständlich,
dass verschiedene Änderungen
gemacht werden können,
ohne den Geist und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.